Question

1．如圖1所示為小唯爸爸給家中安裝的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的模擬電路，請根據(jù)圖示信息解答如下問題：
（1）當陽光充足時，太陽能電池板可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，提供給控制輸出器，控制輸出器可為家庭電路和蓄電池組提供電能
（2）小唯將家中的電飯鍋單獨接入該系統(tǒng)中，如圖2為電飯鍋的電路原理圖，圖表為電飯鍋的部分參數(shù)，閉合開關(guān)S，20min后，發(fā)現(xiàn)電能表的示數(shù)由變?yōu)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic3/quiz/images/201605/2/109de595.png" style="vertical-align:middle" />，該電飯鍋工作時的實際功率為多大？
（3）若輸出端提供的電壓為220V，當開關(guān)S斷開，該電飯鍋工作10min后，電阻R₁上產(chǎn)生的熱量為多少？

產(chǎn)品型號	XXXXXX
額定電壓/V	220
頻率/Hz	50
加熱功率/W	1200
保溫功率/W	300
容量/L	5.0

Answer 1

分析 （1）電能電池工作時將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；
（2）由電能表示數(shù)計算電飯鍋消耗電能，由P=$\frac{W}{t}$計算電飯鍋的電功率；
（3）根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$判斷開關(guān)在斷開和閉合時的工作狀態(tài)，根據(jù)P=$\frac{{U}^{2}}{R}$，由電飯鍋參數(shù)計算R₁、R₂電阻，由串聯(lián)電路特點和Q=I²Rt計算R₁上產(chǎn)生的熱量．

解答 解：
（1）當陽光充足時，太陽能電池板可將太陽能轉(zhuǎn)化為電能；
（2）電飯鍋單獨接入該系統(tǒng)中，由電能表示數(shù)可知電飯鍋消耗的電能：
W=1287.7kW•h-1287.6kW•h=0.1kW•h，
電飯鍋工作時間t=20min=$\frac{1}{3}$h，
所以電飯鍋的電功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.1kW•h}{\frac{1}{3}h}$=0.3kW=300W；
（3）開關(guān)S閉合時，只有R₂連入電路，開關(guān)S斷開時，兩電阻串聯(lián)．電源電壓一定，由P=$\frac{{U}^{2}}{R}$可知，S斷開時電路總電阻最大，功率最小，為保溫狀態(tài)，S閉合時功率最大為加熱狀態(tài)；
所以：R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{加熱}}$=$\frac{（220V）^{2}}{1200W}$≈40.3Ω，
R₁+R₂=$\frac{{U}^{2}}{{P}_{保溫}}$=$\frac{（{220V）}^{2}}{300W}$≈161.3Ω，
所以R₁=161.3Ω-40.3Ω=121Ω，
由P=UI可得，開關(guān)S斷開時電路中電流：
I=$\frac{U}{{P}_{保溫}}$=$\frac{220V}{300W}$=$\frac{11}{15}$A，
所以電飯鍋工作10min后，電阻R₁上產(chǎn)生的熱量：
Q=I²R₁t=（$\frac{11}{15}$A）²×121Ω×10×60s≈39042.6J．
答：（1）太陽；（2）該電飯鍋工作時的實際功率為300W；（3）當開關(guān)S斷開，該電飯鍋工作10min后，電阻R₁上產(chǎn)生的熱量為39042.6J．

點評 本題考查了能量轉(zhuǎn)化的認識、電能表讀數(shù)、功率計算公式的應(yīng)用，正確分析電飯鍋的保溫和加熱狀態(tài)是解題的關(guān)鍵．